太阳能光伏并网发电系统

太阳能光伏并网发电系统 摘要随着经济的发展、社会的进步，电能的消耗越来越大，传统的火电需要燃 烧煤、石油等化石燃料，一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯 竭的危险。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室 效应和酸雨，恶化地球环境。针对上述问题人们对能源提出越来越高的要求， 寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。太阳能是一种干净的可再生的新能 源，越来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作中有广泛的作用， 其中之一就 是将太阳能转换为电能。本文将对太阳能光伏并网发电系统这个新产品进行体 系的构建和市场分析，运用产品开发与管理的知识对新产品进行可行性分析， 材料分析以及工艺性分析。 关键词太阳能 发电系统 产品体系构建 市场分析 可行性分析 一、产品体系的构建 产品体系由战略层面的文化以及策略层面的价格、包装等一系列要素构成， 是企业从操作性角度对产品的审视 [1]。 1、产品与文化 文化是产品的一个重要组成部分，属于产品附加利益这一层次。产品文化， 是以企业生产的产品为载体，反应物质及精神追求的各种文化要素的总和，是 产品价值和文化价值的统一。随着知识经济时代的到来，企业生产的产品决不 仅仅是为了满足人们的某种物质生活需要，而是越来越多地考虑人们的精神生 活需要，越来越重视产品文化附加值的开发，努力为顾客提供实用的、情感的、 心理的等多方面的享受，努力把使用价值和审美价值融为一体，突出产品中的 人性化因素 [1]。 结合自身的产品，不仅要发掘尽可能多的使用价值，更多的是体现太阳能 光伏并网发电系统的文化价值。本产品推崇的太阳不仅仅给世界带来了温暖和 光照，即太阳能光伏并网系统结合自身的特点所体现出的文化价值。在当前能 源短缺的大环境下，太阳能蕴藏丰富不会枯竭，是理想的清洁能源。由于其安 全、干净，不会威胁人类和破坏环境，比传统的煤燃料更环保，所以太阳能更 值得推广。对于顾客的情感方面，近阶段，国家电网的供电大多是采用火力发 电，势必造成能源的短缺和环境的破坏，顾客使用本产品能有效节约能源，保 护坏境，充分体现了顾客对环境保护的高度责任感，也能把这份责任感传递给 更多。 2、产品与定位 产品的定位是体系构建中重要的一个环节，产品定位指企业针对同种产品 市场进入者的情况，根据消费者对该产品的某一属性或特征的重视程度，为该 产品设计和塑造独特的个性或形象，并传递给消费者从而在市场上找到一个合 适的位置 [1]。 对于太阳能光伏并网发电系统这个新产品，顾客注重的是该产品使用年限 的长短和光电转化的效率，市场上普遍的使用年限为 15 年～20 年，若要增加 发电系统的使用年限，研发成本会大幅度增加，所以，在一定的研发成本下， 不便有效的提高产品的使用年限。而光电转化效率是可以提高的，改变薄膜太 阳能电池内硅的微观结构，可增强其捕获光线的能力，显著提高其光电转化效 率，由 3 年前的 13～14可以提高到现在的 16～17 [2]。所以本产品更注重 光电的转化效率， 并传达给消费者，从而能在市场上找到一个合适的位置。 3、产品与服务 产品和服务是两个不可分割的概念。一般把服务划分为两大基本类型，一 类是产品服务，另一类是纯服务。其中，与产品有关的服务称为产品服务，是 指在交易过程中不但有服务，而且还包括有形的产品，如运送、安装和维护等 服务。通常把产品服务分为售前服务、售中服务和售后服务。基于本产品，重 点讨论产品服务 [1]。 太阳能光伏并网发电系统是不同于其他有形产品的，它的服务涉及售前、 售中和售后三方面，并需要针对不同阶段进行详细的说明。售前服务主要是接 受那些对于太阳能光伏并网发电系统认识不深，不熟悉的顾客进行咨询，提供 免费的讲解，并对产品的售中服务和售后服务进行初步的阐述。售中服务是对 于已购买本产品的顾客进行使用培训并安排安装人员进行发电系统的安装以及 调试。售后服务是对于那些使用本产品的顾客在使用过程中，发电系统不能正 常工作，非操作人员故意损坏的，维修人员必须在规定的日期内对产品进行无 条件的维修，维修人员必须以热情的态度面对顾客，顾客提的要求应尽量满足。 4、产品与质量 所谓产品质量是指产品的使用价值满足社会生产和消费需要的程度，满足 需要的程度越高，产品的质量也就越好。所以说，产品的质量主要是指产品的 使用价值的高低，质量越高的产品，在市场上往往意味着较高的价格，在新产 品的开发过程中，高质量代表着高成本 [1]。 对于光伏发电系统，在设计过程中应避免高成本，在满足基本性能的条件 下，尽可能提高光电转化率和使用寿命，在一定基础上可减小研发经费，满足 顾客的消费需要，即最基本的产品的耐用性、安全性和便利性。 5、产品与价格 产品的价格是顾客选择此类产品的最重要的因素。它对产品为市场所接受 的程度起着决定性作用。产品的价格直接涉及生产者、经营者和消费者三个方 面的利益，关系到企业和产品的市场形象，并影响竞争者的行为。一般情况下， 产品的价格与需求呈反方向变动的趋势，与供给呈同方向变动趋势。在实践中， 产品价格往往围绕价值上下波动，又受供求因素的影响 [1]。 产品的价格是影响顾客的首要因素，家用太阳能发电系统也不例外，因此， 为了吸引更多的消费者，必须从生产者和经营者两方面来直接的降低产品的价 格。产品的价格与材料的成本以及生产技术水平有密切的关系，从生产者角度 来看，可以采用新材料来替代高价的硅，譬如可以选择黄铁矿，黄铁矿是最便 宜的，含量丰富而且易于生产，它是最适合作为硅的替代材料，能有效的减少 成本而且足以产出世界所需的能量。或者对现有的材料进行改进以减少材料的 成本，例如可以用球形硅来代替传统的多晶硅，使太阳能电池所需硅原料只有 传统太阳能电池板的 1/5，减少了原材料，也将使太阳能电池板的生产成本削 减高达 50[2]。再者，也可以引进新设备和新技术，提高生产加工水平，相应 的提高了生产效率，这也是从生产者的角度阐述的。对于经营者而言，一方面 要降低产品的价格吸引消费者，另一方面又要有利润可图，必须对经营方式进 行改善，对于经营方式的选择，将在下面营销的可行性分析中进行详细的介绍。 二、产品开发的策略 1、市场分析 1背景 随着经济的发展、社会的进步，工业化程度的不断提高，我国的用电量急 剧增加，一方面现有的矿产资源（尤其是煤炭资源）已经不能满足社会的需要， 随着自然资源一年一年的消耗，我国矿产资源只有 30 年可采年限，我国面临的 矿产资源危机，资源枯竭后中国将陷入困境。另一方面，现在我国多采用火力 发电，火力发电需要燃烧煤、石油等化石燃料，燃烧燃料将排出二氧化碳和硫 的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。 每年由于火力发电将排放各种污染物以及粉尘，具体数量见表 1[3] 。 表 1 污 染 物 排 放 表 污染物名称 二氧化硫 二氧化碳 烟尘 灰渣 数量（千克） 45625 1003750 34219 593125 为了解决上述能源以及环境问题，必须寻找一种蕴藏量丰富、清洁的能源。 此时，太阳能应运而生，太阳能能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳 能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳，照射在地球上的太阳 能非常巨大，大约 40 分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量 的消费。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下 来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的 地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、 风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的 [4]。它是一种干净、安全、 不会威胁人类和破坏环境的可再生的新能源，是人类今后理想的能源。 随着社会的进步，太阳能技术得到飞速的发展，一般太阳能与电能的转化 有两大类，一类是利用太阳光间接发电，即太阳光照射在太阳能电池板上，利 用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然后用来发电。另一类是利用太 阳光直接发电，即太阳能光伏发电系统，它是利用太阳电池半导体材料的光伏 效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。目前太阳能光伏 发电系统大致可分为三类，离网光伏蓄电系统，光伏并网发电系统及前两者混 合系统。本文着重讨论光伏并网发电系统，太阳能光伏并网发电系统就是利用 太阳光直接发电这个原理，太阳能光伏并网发电系统的详细介绍将在下面公艺 分析对比中给出。 太阳能光伏发电产业在日本已经基本成形。在我国起步比较晚，所以现在 太阳能光伏发电还是比较昂贵的。日本已于 1992 年 4 月实现了太阳能发电系统 同电力公司电网的联网，已有一些家庭开始安装太阳能发电设备。日本通产省 从 1994 年开始以个人住宅为对象，实行对购买太阳能发电设备的费用补助三分 之二的制度。要求第一年有 1000 户家庭、2000 年时有 7 万户家庭装上太阳能 发电设备据日本有关部门估计日本 2100 万户。个人住宅中如果有 80装上太阳 能发电设备，便可满足全国总电力需要的 14，如果工厂及办公楼等单位用房 也进行太阳能发电，则太阳能发电将占全国电力的 30～40。当前阻碍太阳能 发电普及的最主要因素是费用昂贵。为了满足一般家庭电力需要的 3 千瓦发电 系统，需 600 万至 700 万日元，还未包括安装的工钱。有关专家认为，至少要 降到 100 万到 200 万日元时，太阳能发电才能够真正普及。降低费用的关键在 于太阳电池提高变换效率和降低成本 [4]。 随着现在科学技术的提高，国家政策的扶持，太阳能光伏发电系统有望进 入普通老百姓家中，使运用清洁能源发电成为可能，太阳能光伏发电将会减轻 国家电网供电压力，保护生态环境。 2市场调查 科学的调查永远是获取信息的最佳手段。所谓市场调查是个人或组织，利 用科学的手段和方法，对与企业市场营销活动相关的市场情报进行系统地设计、 搜集、整理、分析，并提供各种市场调查数据资料和各种市场分析研究结果报 告，为企业经营决策提供依据的活动 [1]。 市场调查的内容极其丰富、广泛。常用的主要包括市场需求的调查、产 品调查、销售调查和竞争对手调查。由于本产品属于新型产品，应考虑采用市 场需求调查，调查形式则采用问卷调查的方法，样卷如表 2 所示 表 2 家用太阳能光伏太阳能并网发电系统的市场需求调查表 家 用 太 阳 能 光 伏 太 阳 能 并 网 发 电 系 统 的 市 场 需 求 调 查 1、 您 的 职 业 ， 年 龄 答 2、 您 对 本 产 品 的 认 识 答 3、 如 果 您 想 购 买 本 产 品 ， 请 问 是 处 于 什 么 目 的 答 4、 您 是 环 保 人 士 吗 答 5、 您 心 里 理 想 的 价 位 是 （ ） A 100000 元 ～ 150000 元 B 150000 元 ～ 200000 元 C 200000 元 ～ 250000 元 D 250000 元 ～ 300000 元 E 其 他 续表 2 家用太阳能光伏太阳能并网发电系统的市场需求调查表 6、 您 心 里 理 想 的 使 用 年 限 为 （ ） A 5 年 ～ 10 年 B 10 年 ～ 15 年 C 15 年 ～ 20 年 D 更 长 7、 你 们 家 每 年 的 电 费 为 （ ） A 500 元 ～ 800 元 B 800 元 ～ 1100 元 C 1100 元 ～ 1300 元 D 更 多 通过对调查问卷进行整理、统计，得到了以下结果调查人群在 25 周 岁～65 周岁之间，职业涉及各行各业，其中 95的被访人群对本产品没有太多 认识，约 6的被访者愿意购买本产品，其中约 95出于环保的目的，约 5出于 其他目的。被访人群中 94人为自己是环保人士，约 95被访人群中心里的理想 价位是其他,约 81被访人群中心里的使用年限为 15 年～20 年，最后，约 90 的被访者认为自己的年电费为 1100 元～1300 元。 通过对以上统计的分析计算，一般认为市场上太阳能发电系统普遍使用年 限为 15 年～20 年，每户家庭平均年电费为 1200 元，发电系统的理想价位为 150000 元，加上 20 年内的各项费用总计 200000 元，对于国家电网所提供的电 能计算可得，每户家庭在 20 年内的总电费为 120020＝24000 元，可以得到以 下结论太阳能光伏并网发电系统在 20 年内的总投资要远大于国家电网 20 年 内的总花费，太阳能发电系统的前期投入巨大，这是该产品的一个缺点，并且 稳定性较差。对于那些交通不便，经济落后的边远山区，远距离输电不仅线损 失大，由于气候等的影响、线路故障多，而且，还需要消耗大量的有色金属， 投资很大，运行管理困难，维修费用也大，因此，在目前或将来依靠远距离给 分散的边远地区送电在经济上是不可行的，而发展这些地区的光伏发电，风力 发电等绿色电力事业，在国家政策的扶持下，不但经济上可行，而且对发展这 些地区的经济、文化也有重要的意义。 2、目标顾客 随着社会的进步，生活水平的提高，人们对清洁能源的使用提出了更高的 要求，由于太阳能高昂的造价，现阶段很难普及。相信不久的将来，随着技术 的进步，太阳能发电系统将进入千家万户。显然，现阶段的目标顾客不是全体 大众，只是一小部分能支付得起的顾客。下面将对三类目标顾客进行详细的介 绍。 1有较高文化水平，高学历背景的人群 这些人群有共同的特点，他们都受过高等教育，对我国资源短缺有深刻的 认识，意识到保护环境刻不容缓，在国家相关政策扶持下，譬如国家已制定了 相应法律，保证进行太阳能发电的家庭利益，鼓励家庭进行太阳能发电，他们 是愿意购买本产品的，这也体现了他们对环境保护的高度责任感，对新能源发 展的支持。 2有经济能力的环保人士 这些人群的共同特点是他们都具有超强的环保意识，他们不在乎国家电网 有多便宜，在乎火力发电给环境带来了多少污染，消耗了多少能源，他们倡导 绿色的生态环境，这些环保人士也体现了对社会的高度责任感，并有责任把这 些理念传达给缺乏环保意识的人，让更多人意识到环境的破坏对生态环境的影 响。然而，这部分顾客群毕竟是少数的。 3大型企业 对于那些需要消耗大量热，且运用火力发电，污染严重的大型企业，他们 需要干净的可再生的新能源来代替传统的煤炭能源，企业的最终目的是盈利， 由于太阳能发电系统的总花费远大于国家电网，针对这一情况，国家制定了相 关政策，来鼓励这些大型企业使用新能源，大型企业是现阶段最主要的顾客群。 国家的相关政策是为发展低碳经济，开发新能源，充分利用取之不尽的太 阳能，我国政府在对太阳能利用方面下了非凡的决心，颁布了利用太阳能发展 低碳经济的“太阳能金屋顶计划”，计划中明文规定太阳能发电系统建造成 本每瓦国家补助 20 元，同时发电入网每度电补助 5 元左右。这本身就满足投资 者所有费用的支出并且有盈余，而且国家连续补助 25 年。除了维护费用之外， 其余都为盈利。这是我国政府下决心保护环境的重要举措。显然该计划是充分 调动一切民间力量，利用新能源加速我国经济的发展。这是对保护日益恶化的 自然环境作出的有益贡献 [4]。 中国太阳能光伏产业领军人物施正荣先生曾经说过，再过 2 年，待整个产 业成熟之后，太阳能光伏发电系统将进入更多的普通老百姓家庭中，每度电也 将小于 1 元人民币。这足可以证明太阳能光伏发电这个产业在今后电能供应中 起着举足轻重的地位。 三、材料分析 光伏发电系统是由太阳能电池方阵，蓄电池组，充放电控制器，逆变器， 交流配电柜，太阳跟踪控制系统等设备组成，其中核心部件是太阳能电池方阵。 1、太阳能电池方阵 太阳能电池方阵是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中 价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存 储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的 质量和成本。 传统的太阳能电池一般为硅电池，因为硅是最理想的太阳能电池材料。太 阳能电池方阵由一小块一小块晶体硅组成，最终安装、整合在一起，用来吸收 太阳的辐射，转化为电能。“硅”是我们这个星球上储藏最丰量的材料之一。 自从 19 世纪科学家们发现了晶体硅的半导体特性后，它几乎改变了一切，甚至 人类的思维，20 世纪末，我们的生活中处处可见“硅”的身影和作用，晶体硅 太阳电池是近 15 年来形成产业化最快。直到 1954 年，美国科学家恰宾和皮尔 松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转 换为电能的实用光伏发电技术。一般传统的太阳能电池有单晶硅太阳能电池， 多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。 各类硅电池的性能分析表见表 3[5]。. 表 3 硅类太阳能电池性能分析表 名称 优点 缺点 适用范围 单晶硅太阳能电池 适用寿命长，光电转 化效率高 价格昂贵，且不适合 于弱光发电 适用于对电能稳定性 及发电总量要求较高 的建筑物 多晶硅太阳能电池 制作相对简单，生产 成本相对较低，价格 较便宜 光电转化效率低，适 用寿命相对较短 适用于辅助光伏发电 系统 非晶硅薄膜太阳能电 池 制作简单，价格便宜， 且能在弱光条件下进 行发电，有很大的发 展潜力 光电转化效率低，稳 定性低 使用寿命偏 短 适用于日照强度相对 较低的地区 综合表 3 对三类硅电池的性能分析，适用场所的不同对材料的选择也是不 同的，单晶硅太阳能电池转换效率是最高的，在大规模应用和工业生产中仍占 据主导地位，但由于受单晶硅材料价格及制造工艺的影响，致使单晶硅成本价 格很高，要想大幅度降低其成本是非常困难的。对于多晶硅薄膜电池由于其所 使用的硅片远少于单晶硅，而且没有效率衰退问题，其成本远低于单晶硅电池， 而效率高于非晶硅薄膜电池，若能有效的提高其寿命，那么，多晶硅薄膜电池 在不久的将来，会在太阳能电地市场上占据主导地位。非晶硅太阳能电池也有 它自身的特点，它廉价，重量轻，能在弱光条件下发光，有较高的光电转化率， 但是由于其自身的稳定性差，直接影响了它的实际效用。如果能相应地改善其 稳定性，那么，它能用于光线比较弱的环境中，适应了更恶劣的光环境，提高 了光能的效用。 随着科学技术的进步，现在能产生光伏效应的材料有许多种，除了硅类太 阳能电池外，还有以无机盐 III-V 化合物、硫化镉、铜铟硒等多元化合物为材 料的电池，功能高分子材料制备的太阳能电池，纳米太阳能电池等 [4]。这些新 型材料电池要满足有较高的光电转换效率，材料本身对环境不造成污染，材料 便于工业化生产且材料性能稳定等要求。虽然我国是世界第一大硅出口国，但 是相对其他矿物资源来说，我国的自然资源还是相对匮乏的，所以在将来太阳 能电池板的主攻方向还是功能高分子材料，纳米材料，这是对未来市场材料发 展方向的预测。 2、蓄电池 蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需 要的时候再释放出来。 传统的蓄电池为铅酸蓄电池，如果运用在微小型系统中，也可用镍氢电池、 镍镉电池或锂电池。由于传统的铅蓄电池比能量低，循环寿命较短，制造过程 和使用过程会造成环境的污染，所以急需寻找高效，使用寿命长，清洁环保的 蓄电池。为了解决这个难题，经过科研人员的不懈努力，硅能蓄电池应运而生， 它能有效的解决上述问题，使得硅能蓄电池向环保绿色电池迈进了一大步。综 合太阳能光伏发电系统，其构成原件都是使用新型无污染的新材料，这更符合 本产品设计的初衷，环保，节能。 四、产品的可行性分析 1、市场营销策略的可行性分析 市场营销的主要目的是创造顾客，获取和维持顾客。考虑如何有效的战胜 竞争对手，并要注重市场调研，收集并分析大量的信息，时刻掌握市场新的动 态，并改变相应的策略和做出必要的调整。 在遵守企业营销的基本原则下，有以下几种营销方式可供选择，并逐一进 行分析。 1知识营销 知识营销指的是向大众传播新的科学技术以及它们对人们生活的影响，通 过宣传，让消费者知道产品的制造工艺，重新建立新的产品概念，进而使消费 者萌发对新产品的需要，达到拓宽市场的目的。 这是一种营销的新理念，通过第二章节表 2 的调查，可以知道只有极少数 的人对本产品有一定的认识，因此，可以看出潜在顾客对该产品的认识是不够 的。毕竟，太阳能光伏并网发电系统是近几年发展起来的，普通人群接触新能 源的机会不多，没有足够的了解。鉴于以上原因，必须对我国火力发电产生的 环境污染以及资源的匮乏等知识进行普及宣传，通过宣传可以穿插地介绍现在 清洁能源的利用率，增强他们对环境保护的意识，以及推荐自己的产品，使这 些潜在的顾客对本产品有一定的认识，有想购买的欲望。这是全新的营销策略， 希望通过这种方法能达到拓宽市场的目的。 2绿色营销 是指企业在整个营销过程中充分体现环保意识和社会意识，向消费者提供 科学的、无污染的、有利于节约资源使用和符合良好社会道德准则的商品和服 务，并采用无污染或少污染的生产和销售方式，引导并满足消费者有利于环境 保护及身心健康的需求。 这也是一种新型的营销策略，特别适用于新能源设备的营销，本产品在营 销过程中始终给顾客体现了一种以环境保护为主的绿色理念，提倡环境保护的 社会责任感，在推销过程中可以结合产品自身无污染的，节约资源的制造方式 和销售方式，给消费者阐述本产品的制造过程和销售方式。譬如，在本产品制 造过程中，选用新型无污染的材料纳米太阳能电池作为硅电池的替代材料，选 用对环境污染较小的硅蓄电池来代替传统的铅酸蓄电池等等，因为本产品有它 自己的特殊性，所以在销售方式上可以采用当面讲授的方式跟顾客交流，避免 了花更多的钱去复印那些传单，和那些广告牌，这样更加环保，节约资源，最 终引导并满足消费者有利于环境保护及身心健康的需求。 2、当前和未来的竞争环境的可行性分析 1企业数量和产能规模的可行性分析 太阳能光伏并网发电系统是一个新兴产业，由于技术尚不成熟，现阶段从 事太阳能光伏并网发电系统生产的企业很少，没有形成一定的生产规模，所以 产能规模也不是很大。不过，随着太阳能光伏技术的不断成熟，新材料不断的 涌现，硅原料价格的下降，光电转化率不断的提高，人们对周围环境的要求越 来越高，自然资源的短缺，未来的太阳能光伏市场广阔，从事太阳能光伏发电 系统制造的企业将不断增加，产能规模也将不断扩大，当企业到达一定数量时， 企业之间的竞争靠的是太阳能光伏发电系统的质量和价格，竞争环境也将越来 越激烈。 2相关行业发展对本行业影响的可行性分析 太阳能光伏并网系统是利用太阳能进行发电的，现在还处于创造摸索阶段， 同样，其他新能源也处于探索阶段，还没有完全成熟的技术，转化率也处于较 低的水平，譬如风力发电，潮汐发电等，因此，相关行业对太阳能光伏发电系 统的发展没有抑制作用，相反，各种新能源希望自己的产品今后在市场中能得 到一个相对较大的份额，现阶段都处于研发阶段，这更加促进了太阳能光伏发 电系统的发展，为今后在市场占有更多的份额努力。不过，待各相关行业技术 水平成熟之后，未来人们对新能源的选择多样化了，对太阳能光伏发电系统有 很大的冲击，本产品要在未来的市场中占有先机，必须降低生产成本，提高产 品质量，始终坚持自己的产品理念，这样才有可能在未来激烈的竞争环境中占 有一席之地。 五、工艺分析对比 在分析新工艺之前，先介绍一下太阳能光伏并网发电系统的供电原理，光 伏发电系统是由太阳能光伏电池，蓄电池组，充放电控制器，逆变器，太阳跟 踪控制系统，DC-DC 变换装置等设备组成，先介绍太阳能光伏电池，相当于太 阳能电池板，光伏电池板是系统的基本单元，当光照在电池阵列上时，电池吸 收光能并产生光伏效应，将太阳能转化为直流电能，由于光伏电池阵列具有强 烈的非线性特性，为保证光伏电池阵列在任何日照和环境温度下始终可以输出 相应的最大功率，通常引入了光伏电池最大功率点跟踪控制。太阳能跟踪控制 系统，由于相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统，一年春夏秋冬四季、 每天日升日落，太阳的光照角度时时刻刻都在变化，如果太阳能电池板能够时 刻正对太阳，发电效率才会达到最佳状态。DC-DC 变换装置，它是通过控制回 路中功率器件的导通与关断，将光伏电池阵列输出的低压直流电升压成高压直 流电，为 DC-AC 逆变器的工作提供前提条件，能保证在直流输入电压大范围变 化的情况下输出稳定的高压直流电，并同时实现最大功率跟踪控制功能。蓄电 池组，蓄电池组的作用是将太阳能光伏电池转化的多余的直流电能储存起来。 充放电控制器，是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循 环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素，因此能控制蓄电 池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。逆变器，逆变器的作 用就是将光伏电池板和蓄电池提供的低压直流电逆变成 220 伏交流电，供给交 流负载使用。 太阳能光伏并网发电系统是利用白天太阳光的辐射给用电器供电，到了晚 上没有光照的时候，储存在蓄电池的直流电经过逆变器变成 220 伏的交流电， 可以供给交流负载。如果遇到长期的阴雨天气，蓄电池中的电能已经用完，通 过自动开关的切换可以把太阳能光伏发电系统自动切换到国家电网，使用国家 电网的提供的电能，使用国家电网多少电能可以通过相应的电表读出，方便可 靠。太阳能光伏并网发电系统的结构式功能系统图如图 1。 光伏发电系统 太阳能电池方阵 太阳跟踪系统 逆变器 蓄电池组 充放电控制器 传感器 光电转换装置 切换光伏发电系统与国家电网供 电系统 控制蓄电池电能的充放 将直流电转化为交流电 储存多余的电能 保证太阳能电池板能够时刻正 对 太阳 供电 图 1 太阳能光伏并网发电系统的结构式功能系统图 1、传统太阳能的供电形式与太阳能光伏并网发电系统的工艺性对比 传统的太阳能供电形式与本产品的区别在于，对于出现极端的天气条件时， 传统的太阳能供电系统中蓄电池的电能已耗尽，没有第三方提供必要的电能， 此时负载处在停运状态，而对于太阳能光伏并网发电系统，它可以接受来自国 家电网的供电，即可以接受第三方提供的电能，当传感器感知蓄电池的电量不 足时，通过自动切换开关，把光伏并网发电系统切换到国家电网，这个设计避 免了太阳能电池板处于恶劣的天气环境下用户断电的危险，相当于一个并联系 统，降低了用户的损失，保障了用户的安全。 2、传统太阳能电池板的设计与太阳能光伏并网供电系统的工艺性对比 传统的太阳能电池板是安装在屋顶上不能移动的，而本产品的太阳能电池 板可以根据太阳的光照角度时时刻刻发生变化，保证太阳能电池板能够时刻正 对太阳，发电效率才可能达到最佳状态。实现这个功能的正是太阳跟踪控制系 统，随着我国科学技术的发展，现在的跟踪精度已达到－0.001～0.001， 这个设计最大限度的提高了太阳的利用率。 六、总结 通过对新能源市场的调查分析，太阳能光伏并网发电系统和其他新能源产 品一样，都处于起步阶段，为了让本产品在日后激烈的竞争中占有一定的市场 份额，必须努力发展技术，降低硅片的制造成本，或研发新材料来替代昂贵的 硅片，需要延长产品的使用年限，待技术成熟之后，希望本产品的总投资要小 于使用国家电网所需的电费，使每个老百姓都能用得起新能源，用得起太阳能 光伏并网发电系统。 参考文献 [1] 王永贵.产品开发与管理 [M].北京清华大学出版社.2009. 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